极端气候事件的灾后适应能力研究——以水稻为例

周 力 周曙东

(南京农业大学经济管理学院，江苏南京210095)

极端气候事件的灾后适应能力研究
——以水稻为例

周 力 周曙东

(南京农业大学经济管理学院，江苏南京210095)

本研究以水稻种植业为例，基于1985－2008年中国水稻主产区的面板数据，实证分析了中国极端气候事件灾后适应能力的机制及绩效。结论表明:西南、华中、华东地区在极端气候事件灾后，并没有将农业产业结构向养殖业调整，相反，种植业在政府扶持与创新激励下反而恢复生产甚至进一步扩张。特别对于西南等经济相对欠发达地区而言，较强的灾后适应能力，往往是农业生产机会成本较低的作用结果，同样由于此原因，华东地区在水灾之后却出现了劳动力转移现象。现阶段，灾后适应能力较多的表现为微观层面的农户响应行为，此种民间调控机制必然有其局限性，政府部门应加大投入力度，通过水利工程建设、气象灾害预警体系构建、标准化农田建设、良种补贴等方式引领粮食主产区应对气象灾害。

气候变化;水稻;自然灾害;适应能力;粮食安全

全球气候变化条件下，中国极端气候事件显著增多，与此同时，中国粮食主产区正基于多种因素而逐步转向气候资源匮乏地区，一些原来生产条件较差的北方低产地区，正逐步崛起为新的商品粮生产基地［1］。若缺乏足够的水旱灾后适应能力，粮食产地转移可能会直接影响到中国粮食生产的总供给水平，扩大粮食产量的年度间波动，并进一步加剧国内外粮食市场的不稳定。基于此，研究粮食主产区对极端气候事件的灾后适应能力，对中国乃至国际粮食供给安全而言意义重大。本研究将以水稻种植业为例，基于1985－2008年中国水稻主产区的面板数据，实证分析中国极端气候事件灾后适应能力的机制及绩效，以期为中国粮食产业的可持续发展提供政策佐证。

1 问题的提出

极端气候事件与粮食生产之间的关系较为复杂，多数学者都认为气象灾害对粮食生产构成负面影响［2］。马九杰等指出，二十世纪八十年代中后期以来，中国大部分年份受灾面积占作物播种面积的比重都接近或超过三分之一，很多年份的成灾面积比重超过20%，从时间趋势上看还表现出一定的恶化趋势，这必然会影响粮食综合生产能力，危及粮食生产和供给的安全性［3］。彭克强基于1978－2006年中国数据实证研究发现，粮食生产与极端气候事件关系呈现显著负相关［4］。

随着研究不断深入，一些经济学家发现极端气候事件对农业经济可能产生积极影响［5］。Aghion和Howitts认为，一个灾害相当于一个随机事件，它促使人们采用创新性成果［6］。Stein Holden等采用生物经济模型分析了干旱对食品安全的影响，研究发现，干旱通过影响作物和牲畜价格作用于农户福利的间接影响大于因干旱而造成农作物减产的直接生产影响［7］。王业键、黄莹珏考察了清代气候的冷暖变迁、自然灾害、粮价变动的关系，研究发现，长期气候变迁与粮价并无明显关系，这个现象显示货币、人口、水利设施等对于粮价长期变动的影响比气候冷暖周期变迁的影响还来得大［8］。谢美娥考察了1738－1850年台湾粮价变动的影响因素，研究发现，自然灾害仅在部分的短期年段对米价起作用，长时段的作用并不显著［9］。

表1 不同产地水稻产量增长率的比较Tab．1 Compared rice production growth rates of different origins

为了观测极端气候事件对水稻生产的影响程度，本文利用1985－2008年中国数据先作简单的相关性分析(见表1)。笔者选取东北三省作为观测区域，原因在于这三省的旱灾程度在全国范围内最为严重，而水稻生产对水资源有高度依赖性。观测发现，在衰退期中，黑龙江、吉林、辽宁三省年均产量下降5．83%，而全国其他27个省或直辖市在衰退期中年均产量下滑程度略低，仅为3．57%;但是，在增长期中，东北3省年均增长率为12．04%，而其他地区仅为3．41%。可以初步推测，自然灾害因素在短期内对东北地区水稻生产会造成一定负面影响，但是，从长期看来，由于灾后适应能力的存在，东北地区表现出更高的水稻增产率(单产或种植规模增长)。基于此，本文认为极端气候事件的灾后适应能力可能促使水稻生产在灾后一段时期内反弹增长，该假设有待下文进一步实证检验。

2 描述性统计分析

中国是世界种稻最早、产稻谷最多的国家。2009年，中国水稻播种面积2 963万hm2，占粮食作物总播种面积的27．19%。中国的稻谷产区主要集中于气温高、降水多的华中和华东地区，近年来，稻谷生产区域布局发生了显著变化，华东地区产量骤减，由1985年的30．00%下降至2008年的23．58%，而东北地区产量剧增，由1985年的3．62%上升至2008年13．56%。总体看来，华东、华中、西南、东北、华南地区是我国稻谷主要生产区域，而华北、西北产量较少。

中国在历史上就是农业自然灾害多发的国家，素有“三岁一饥、六岁一衰、十二岁一荒”之说。新中国成立以来，农业自然灾害仍然严重，在各类灾害中尤其是以洪涝、干旱的分布面广、危害大，据统计，我国旱灾占57%，水灾占30%，极端气候事件发生给国家造成了巨大的经济损失。

农业自然灾害具有群发性和伴发性特点，这是由于中国复杂多样的自然生态条件和农业自然生态环境的脆弱所致，中国东部属季风区域，季风进退强度、时限和反常使我国大面积旱涝灾害发生、水资源长期短缺;北部受季风影响，雨量分布极不均匀，夏季暴雨集中，洪水泥沙俱下，泛溢成灾;南部高山丘陵多，降水不均，时常引起旱灾。极端气候条件的空间分布呈集聚性和不平衡性，从水稻主产区范围内看，东北地区旱灾较严重，华中地区水灾较严重。

3 模型与变量

3．1 灾害适应能力的作用机制

已有研究表明，极端气候事件的灾后适应能力主要表现为:

(1)品种改良或调整。王加华研究发现，清朝以来针对华北地区频发的水旱灾害，人们主要采取了许多积极有效的农业措施，水灾环境下，选择抗涝性强的作物，如水稻、高粱等;而干旱环境下，则选择抗旱性强的作物，如豌豆、甘薯等［10］。

(2)农机增加。巩前文、张俊飚研究发现农户逐渐增强的抗灾能力主要表现在农户拥有的排灌机械数量增加，1998年全国抽样调查数据为13．37台/百户，安徽省为30．20台/百户，而到了2003年数量全国增加到21．12台/百户，安徽省增加到 47．56 台/百户［11］。

(3)水肥管理。周曙东、朱红根认为通过合理灌溉以水调温，可以减轻低温冷害和高温热害的威胁，增施肥料，改良土壤结构，可增加土壤的蓄水能力，并满足水稻不同生育期对营养元素的需求;另外，随着气温逐渐升高，应加强病虫防治，采用综合防治措施和高效低毒的农药，并结合抗性品种及适宜栽培技术、生物防治等进行有效治理［12］。

(4)节水技术推广与水利建设。程静、陶建平认为应引导农民积极采用节水设备和技术，大力发展节水灌溉，提高水资源的利用效率和效益［13］。周曙东、朱红根指出，华南、华中和华东地区在水稻生产过程中要注意洪涝灾害的发生，增加排涝设施和蓄水设施的投入，同时大力发展抗洪抗涝水稻品种;西南地区由于水资源相对缺乏，水利设施相对落后，所以要注意增加水利灌溉设施的投资力度，保障农业水资源的供应，并大力推广和采用节水灌溉技术［12］。

(5)产业结构调整。主要表现为农业与非农之间、以及农业内部的产业结构调整。巩前文、张俊飚认为在自然灾害发生后，当地政府要在恢复农业生产同时，鼓励和引导主要农业劳动力转移到其他产业，增加受灾农户的非农收入［11］。程静、陶建平认为应结合西南五省气候变化的特点，按照高产、优质、高效、生态的要求，调整粮食生产布局，发展特色农业，减少高耗水作物的生产，发展集约型循环生态农业，全面提升粮食生产综合效益［13］。

3．2 Granger因果检验

综合以上观点，为了检验水旱灾害之后的适应能力，本研究采用了16个水稻主产区各自时间序列的数据，分析了水灾与旱灾程度是否为劳动投入、农机动力、化肥施用、水利设施、产业结构变化的Granger原因(变量设定见表2)。

格兰杰因果检验之前，必须通过单位检验，研究发现，除了变量“农业机械”的一阶差分序列在辽宁省、湖南省、广西省未通过单位根检验之外，其他所有变量都至少在10%的显著水平上通过单位根检验。

由于篇幅有限，本文仅列出了滞后两期的Granger因果检验结果(见表3)。

首先，水利设施对自然灾害的反应最为明显，其中，水利设施对水灾反应程度较为明显的地区为安徽、浙江、河南、山东;水利设施对旱灾反应程度较为明显的地区为安徽、江苏、湖北、河南、辽宁、吉林、山东。总体看来，安徽、山东、河南在应对气象灾害过程中更多的加强了水利工程建设。

其次，劳动投入对自然灾害也有明显反应，劳动投入对水灾有反应程度较为明显的地区为吉林、浙江、四川、河南、山东;劳动投入对旱灾反应程度较为明显的地区为山东、吉林、湖南。总体看来，山东与吉林在劳动投入方面对气象灾害的反应较为明显。

再次，农机投入及产业结构主要对水灾有滞后反应。此外，化肥投入主要对旱灾有滞后反应。

当然，Granger因果检验结果仅描述了变量间的相关性，其作用机制有待下文进一步展开。

3．3 灾后适应能力对水稻单产的影响

水稻单产主要受到作物品种、栽培技术、化肥施用量、农业机械、农业气象灾害、粮食价格等因素影响［14］。实际上，粮食单产的差异反映了自然资源、农业投入、科技进步的差异［15］，除了劳动力、土地、资产等传统生产要素之外，许多学者还逐步意识到气候资源以及自然灾害的相应影响［16］。

基于上文所述传导机制，本文拟采用滞后2期的面板数据模型，解释变量考虑了水灾及旱灾对水稻单产的影响，其中，气象灾害的传导机制采用灾害与传导渠道的交互项来表示(比如，log(fld(－2))×log(lab))，为了避免多重共线性，本文将水灾与旱灾的灾后适应能力分开检验，见式(1)与(2):

估计结果表明:在东北地区，水灾的灾后适应能力不明显，旱灾的灾后适应能力主要表现为增加农机使用量、减少化肥施用量;在华东地区，水灾的灾后适应能力主要表现为增加农机使用量、减少化肥施用量，而旱灾的灾后适应能力不明显;在华中地区，水灾的灾后适应能力主要表现为减少化肥施用量，而旱灾的灾后适应能力不明显;在华南地区，水灾的灾后适应能力不明显，旱灾的灾后适应能力主要表现为增加农机使用量、减少化肥施用量;在西南地区，水灾的灾后适应能力主要表现为减少化肥施用量、增加水利设施建设，旱灾的灾后适应能力主要表现为增加农机使用量、减少化肥施用量、增加水利设施建设。

表2 变量设定Tab．2 Variable set

表3 一阶差分序列的单位根检验Tab．3 Unit root test of the first difference sequence

表4 传导机制(滞后2期)Tab．4 Transmission mechanism(lag 2 years)

表5 水稻单产的影响因素分析Tab．5 The factor analysis of rice yield per area

综合看来:①西南地区水灾、旱灾的灾后适应能力都比较强，华东与华中地区对水灾的灾后适应能力较强，东北与华南地区对旱灾的灾后适应能力较强;②增加水利设施建设主要发生在西南地区;③华东、华中、东北、华南在极端气候事件灾后，主要通过增加农机投入、减少化肥施用。其中，增加农机动力主要表现为排灌及节水机械的采用，中国2008年农用排灌电动机6 347．0万kW、农用排灌柴油机6 561．7万kW、节水灌溉类机械134．5万套，与1990年相比，分别增加了69．31%、95．96%、242．24%。

研究发现，灾后减少化肥施用量这一估计结果与预期相反。一般而言，灾后应会多施用化肥、农药:水稻受淹期间，稻株营养器官受到不同程度损害，出水后根、叶、蘖重新恢复生长，需要大量矿质营养，加之原有稻田肥料流失较多，灾后，追肥要快，用量要足，以促进稻株尽快恢复生长，争取大穗保产。此外，受淹后的水稻抵抗力较弱，针对水稻“两迁”害虫(稻飞虱、稻纵卷叶螟)及稻瘟病等重大病虫害呈现快速上升态势，灾后对病虫害的防治水平将有所提升。

本文认为，灾后出现少施化肥的原因可能在于:①本文选取滞后期为2年，而灾后增施化肥、农药往往为当期行为;②在滞后期中，少施用化肥可能在一定程度上反映了品种改良、技术进步、标准化农田建设、政府防灾与预警体系加强的综合结果;③水稻种植户玩玩在灾后一段时期内，改进了种植技术，增加了有机肥施用，对病虫害防治更多的采用了农业防治、物理防治与生物防治手段，减少了化学防治。

表6 水稻规模的影响因素分析Tab．6 The factor analysis of rice area

3．4 灾后适应能力对水稻种植规模的影响

农民是经济理性的，农民最终在哪个行业就业，由扣除迁移成本后的报酬率决定［17］。随着经济的发展，农民非农就业机会不断增加，非农收入及其所占比重不断提高，农民种粮的机会成本不断增加［15］。此外，学界也开始关注气候变化等自然因素的相应影响［16］。基于此，本研究构建了灾后适应能力对水稻种植规模的影响模型，因变量采用了水稻种植面积，自变量中包含了以下个方面的影响因素:其中，非粮食作物(unfd)表示为非粮食作物占农作物播种面积比重(%)，交通条件(rail)表示为单位面积上的铁路营业里程(km/万km2)，城市化率(city)表示为城市人口占总人口比重(%)。

基于上文描述的灾后适应能力的传导机制，本文采用滞后2期的面板数据模型，主要考虑水灾及旱灾对水稻种植规模的影响，传导机制采用气象灾害与传导渠道的交互项来表示(比如，log(fld(－2))×log(lab))，机制检验中还增加了气象灾害与产业结构的交互项。为了避免多重共线性，本文同样将水灾与旱灾的灾后适应能力分开检验。

研究发现，东北地区旱灾之后主要通过增加水利设施建设来恢复生产;华东地区水灾之后减少人力、增加农机、减少化肥、增加种植业结构，旱灾之后增加农机使用;华中地区水灾或旱灾之后增加农机、减少化肥、增加种植业结构;华南地区水稻种植规模受灾后适应能力表现不明显;西南地区水灾或旱灾之后，主要通过增加水利设施建设、增加种植业比重来恢复生产。

总体看来:①各地区主要通过增加农机、减少化肥、调整结构来恢复水稻种植规模。②水灾之后，华东地区农村劳动力有所减少。可能由于华东地区劳动力机会成本较高，气象灾害之后，农户更多的向非农产业转移。这与巩前文、张俊飚的研究结果相仿，他们认为，对于受灾农户来说，在受灾后可能会通过从事其他产业或者兼业赚取非农收入以弥补农业自然灾害对农业生产造成的损失，其中，一部分农户的收入没有减少反而可能有所增加［11］。③种植业比重不降反升。可以认为，对于西南、华中等水稻主产区而言，气象灾害之后，并没有其他非农产业适宜转移，鲍文以西南地区为例，对这一现象做过解释，他认为对于西南地区广大农村而言，区位条件差，工业、旅游等资源禀赋也较差，不具备发展工业的矿产资源优势，没有发展物流服务业的区位优势，也没有发展旅游业的自然景观资源、人文景观资源优势［18］。可见，恢复重建往往是农民及当地政府的次优选择。

4 结论与讨论

本研究基于1985－2008年中国水稻主产区的面板数据，实证分析了中国水稻主产区极端气象事件的灾后适应能力。研究发现:西南、华中、华东等地区在极端气候事件灾后，并没有将农业产业结构向养殖业倾斜，相反，种植业在政府扶持与创新激励下反而恢复生产甚至进一步扩张。特别对于西南等经济相对欠发达地区而言，较强的灾后适应能力，往往是水稻恢复生产机会成本较低的无奈之举。

同样，由于机会成本原因，华东地区在水灾之后却出现了劳动力转移现象。

适者生存，以应对旱灾为例，美国科学家已成功培育出一种能在极度干旱地区存活，且只需少量水分就能茁壮成长的转基因烟草，他们打算将这种技术应用于水稻、西红柿、小麦、棉花等农作物，培育出具有更强抗旱、节水性能的农作物品种;以色列的农业灌溉几乎全部采用滴灌方式，由于采用各种高科技节水系统和监控系统，农业用水总量每年逐步减少，在许多国家还在发展污水处理与循环利用的今天，以色列已经将焦点转向了节水与海水淡化;日本用水量最大的还是农业，随着生活水平的提高，半数农村兴建了废水处理设施，把经过净化处理的废水用来灌溉农田。可以认为，中国农业对极端气候事件的适应能力研究，是亟待探索的领域。

当然，灾后适应能力能否有效发挥，还必须依托于有效的政府财税支撑及监管体系，否则，重建投入的资金、物资等经济资源可能是以牺牲原有技术投入为代价的，而且，由于灾后重建工作具有临时性、应急性特征，计划往往不够周全，可能影响技术进步。还须强调的是，现有的灾后适应能力较多的表现为微观层面的农户行为(比如，农机与水肥使用行为)，此种民间调控机制必然有其局限性，如若灾情过于严重，救荒种植就未必会有功效。可见，政府部门在区域灾后适应能力提升过程中扮演着重要角色，如何通过水利工程建设、气象灾害预警体系构建、标准化农田建设、良种补贴等方式引领粮食主产区应对气象灾害，是值得进一步深入研究的重大议题。

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Post-disaster Adaptability to Extreme Weather Events

ZHOU LiZHOU Shu-dong
(College of Economics and Management，Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095，China)

Based on the provincial panel data of main grain producing areas from 1985 to 2008，this paper empirically analyzes the mechanism and performance of post-disaster adaptability to extreme weather events．The conclusion shows that Southwest，Central and South China do not adjust the agricultural structure to breeding industry after disasters;on the contrary，plant farming is revived by government supports and innovate incentives，particularly for the Southwest where less developed，stronger post-disaster adaptability is the result of lower opportunity cost of agricultural production．For the same reason，labor-transfer phenomenon occurred after floods in East China．At present，the post-disaster adaptability to extreme weather events is merely from farmers’response;therefore，the government should input more and more to promote the adaptability against meteorological disasters．

climate change;rice;natural disaster;adaptation;food security

F062．2

A

1002－2104(2012)04－0167－08

10.3969/j.issn.1002－2104.2012.04．028

2011－11－19

周力，博士，讲师，主要研究方向为资源与环境经济学。

中央高校基本科研业务费专项“气候变化对区域粮食生产的影响及农业应对策略”(编号:KYT201005);南京农业大学自主创新重点研究项目“农业产业安全风险管理研究”(编号:KYZ200903);教育部人文社会科学基金“畜禽养殖业温室气体减排的生态补偿机制研究——以太湖流域为例”(编号:10YJC790407);教育部博士点基金“畜禽低碳养殖的生态补偿机制研究——基于产地转移的视角”(编号:20100097120009);中央高校基本科研业务费专项“畜禽养殖半点源污染防治管理体系研究”(编号:Y0201100268)。

(编辑:常 勇)